KR20070076116A - Electro luminescence device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 유기 전계 발광 소자를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional organic electroluminescent device.
도 2는 하나의 일예로 도 1에 도시한 유기 전계 발광 소자의 캐소드 전극인Al 전극의 박막 상태를 보여주기 위한 도.FIG. 2 is a diagram for illustrating a thin film state of an Al electrode, which is a cathode of the organic electroluminescent device of FIG. 1, as an example; FIG.
도 3은 본 발명에 따른 제 1 실시예로써, 전계 발광 소자를 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view showing an EL device as a first embodiment according to the present invention;
도 4a 내지 도 4d는 도 3에 도시한 전계 발광 소자의 제조공정도.4A to 4D are manufacturing process diagrams of the electroluminescent element shown in FIG. 3.
도 5는 하나의 일예로 도 4a에 도시한 유기 전계 발광 소자의 캐소드 전극인 Al 전극의 박막 상태를 보여주기 위한 도.FIG. 5 is a diagram for illustrating a thin film state of an Al electrode, which is a cathode of the organic electroluminescent device of FIG. 4A, as an example; FIG.
도 6은 본 발명에 따른 제 2 실시예로써, 전계 발광 소자를 나타낸 단면도.6 is a cross-sectional view showing an EL device as a second embodiment according to the present invention;
도 7a 내지 도 7d는 도 6에 도시한 전계 발광 소자의 제조공정도.7A to 7D are manufacturing process diagrams of the electroluminescent element shown in FIG. 6.
*도면의 주요부분에 대한 설명** Description of the main parts of the drawings *
100 : 유기 전계 발광 소자 101 : 유리 기판100
102 : 반도체층 102a, 102b : 소오스/드레인 영역102
102c: 채널 영역 103 : 게이트 절연막102c: channel region 103: gate insulating film
104 : 게이트 전극 105 : 층간 절연막104: gate electrode 105: interlayer insulating film
106 : 전극 라인 107 : 평탄화 절연막106: electrode line 107: planarization insulating film
108, 308 : 화소 전극 109 : 절연막108, 308: pixel electrode 109: insulating film
110 : 전자 주입층 111 : 전자 전달층110: electron injection layer 111: electron transport layer
112 : 유기 발광층 113 : 정공 전달층112: organic light emitting layer 113: hole transport layer
114 : 정공 주입층 115 : 공통 전극114: hole injection layer 115: common electrode
116 : 보호막 118 : 발광부116: protective film 118: light emitting unit
300, 600 : 전계 발광 소자 608 : 표면조도용 전극300, 600: EL device 608: electrode for surface roughness
A : 박막트랜지스터A: Thin Film Transistor
본 발명은 전계 발광 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an electroluminescent device.
최근에, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시 장치들이 개발되고 있다. 이러한, 평판 표시 장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 "LCD"라 함), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : FED) 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라함) 및 일렉트로루미네센스(Electro-luminescence : 이하 "EL"이라 함) 표시장치등이 있다. 이와같은 평판 표시 장치의 표시품질을 높이고 대화면화를 시도하는 연구들이 활발하게 진행되고 있다.Recently, various flat panel displays have been developed to reduce weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes. Such flat panel displays include liquid crystal displays (hereinafter referred to as "LCDs"), field emission displays (FEDs) plasma display panels (hereinafter referred to as "PDPs") and electrophoresis. There is a luminescence (EL) display device. In order to improve the display quality of such a flat panel display device and to attempt to make a large screen, researches are being actively conducted.
평판 표시 장치중 PDP는 구조와 제조공정이 단순하기 때문에 경박 단순하면 서도 대화면화에 가장 유리한 표시장치로 주목받고 있지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. 이에 비하여, 스위칭 소자로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT" 라 함)가 적용된 액티브 매트릭스 LCD는 반도체공정을 이용하기 때문에 대화면화에 어려움이 있지만 노트북 컴퓨터의 표시소자로 주로 이용되면서 수요가 늘고 있다. 그러나 LCD는 대면적화가 어렵고 백라이트 유닛으로 인하여 소비전력이 큰 단점이 있다. 또한, LCD는 편광필터, 프리즘시트, 확산판등의 광학소자들에 의해 광손실이 많고 시야각이 좁은 특성이 있다.Among flat panel displays, PDP is attracting attention as the most advantageous display device for light and simple and large screen because of its simple structure and manufacturing process. However, PDP has low luminous efficiency, low luminance and high power consumption. On the other hand, active matrix LCDs with thin film transistors ("TFTs") as switching elements are difficult to screen due to the use of semiconductor processes, but demand is increasing as they are mainly used as display elements in notebook computers. have. However, LCDs are difficult to make large areas and consume large power consumption due to the backlight unit. In addition, the LCD has a large optical loss and a narrow viewing angle due to optical elements such as a polarizing filter, a prism sheet, and a diffusion plate.
이에 비하여, EL 표시소자는 발광층의 재료에 따라 무기(Inorganic) EL 소자와 유기(organic) EL 소자로 크게 구별되며, 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 이러한, EL 표시소자중 유기물을 이용하는 EL 소자인 유기 전계 발광 소자(Organic Emitting Light Diode)는 낮은 직류구동전압, 박막화가능, 발광되는 빛의 균일성, 용이한 패턴형성, 다른 발광소자에 견줄만한 발광효율, 가시영역에서의 모든 색상발광등의 이점을 가지고 있어, 디스플레이 소자에의 응용을 위하여 매우 활발히 연구되고 있는 기술분야이다.In contrast, EL display devices are classified into inorganic EL devices and organic EL devices according to the material of the light emitting layer, and are self-luminous devices that emit light by themselves and have a high response speed and high luminous efficiency, luminance, and viewing angle. There is this. Such an organic light emitting diode (OLED), which is an EL element using organic materials among the EL display elements, has a low DC driving voltage, thin film thickness, uniformity of emitted light, easy pattern formation, and light emission comparable to other light emitting devices. It has the advantages of efficiency, all color light emission in the visible region, and is a technical field that is very actively researched for application to display elements.
여기서, 유기 전계 발광 소자는 빛이 방출되는 방향에 따라 바텀-이미션(Bottomm-Emission) 방식과 탑-이미션(Top-Emission) 방식이 있다. 또한, 유기 전계 발광 소자는 구동방식에 따라 패시브 매트릭스형 유기 전계 발광 소자(Passive Matrix Organic Emitting Light Diode: PMOELD)와 액티브 매트릭스형 유기 전계 발광 소자(Active Matrix Organic Emitting Light Diode : AMOELD)로 구분된다.Herein, the organic EL device may include a bottom emission method and a top emission method according to a direction in which light is emitted. In addition, the organic EL device is classified into a passive matrix organic emitting diode (PMOELD) and an active matrix organic emitting diode (AMOELD) according to a driving method.
도 1은 종래 유기 전계 발광 소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional organic electroluminescent device.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 하나의 일예인 유기 전계 발광 소자(100)는 유리 기판(101)상에 각각 다수 개로 형성된 화소전극(108) 및 공통전극(105)이 교차하는 영역에 의해 정의되는 다수개의 화소에 형성되는 유기 발광층(102)과, 유리 기판(101)상에 형성되며 그 드레인 전극이 화소전극(108)에 전기적으로 연결되는 박막트랜지스터와(A), 화소전극(108)과 유기 발광층(112) 사이에 적층 형성된 전자주입층(110), 전자 전달층(111)과, 유기 발광층(112)과 공통전극(115) 사이에 적층 형성된 정공 전달층(113), 정공 주입층(114)으로 구성된다.As shown in FIG. 1, the organic
이러한, 박막트랜지스터(A)는 유리 기판(101)의 일영역상에 형성되어 소오스/드레인 영역(102a)(102b) 및 채널 영역(102c)으로 구성되는 반도체층(102)과, 반도체층(102)을 포함한 유리 기판(101) 전면에 형성되는 게이트 절연막(103)과, 채널 영역(102c) 상부의 게이트 절연막(103)상에 형성되는 게이트 전극(104)으로 구성된다.The thin film transistor A is formed on one region of the
이때, 소오스/드레인 영역(102a)(102b)과 채널 영역(102c)의 경계는 게이트 전극(104)의 양 에지와 얼라인(align)된다.In this case, the boundary between the source /
또한, 박막트랜지스터(A) 상에는 소오스 영역(102a) 및 드레인 영역(102b)을 오픈하는 층간 절연막(105)이 형성되어 있고 층간 절연막(105)의 오픈 부위를 통해 소오스/드레인 영역(102a)(102b)에 전기적으로 접속되는 전극 라인(106)이 형성된다.In addition, an interlayer
또한, 층간 절연막(105) 및 전극 라인(106)을 포함한 전면에는 드레인 영역 (102b)에 전기적으로 접속된 전극 라인(106)을 오픈하는 평탄화 절연막(107)이 형성된다.Further, a
또한, 평탄화 절연막(107) 위에는 화소전극(108)이 형성되는데, 화소전극(108)은 Al과 같은 금속 물질을 증착하여 패터닝 한 후, 평탄화 절연막(107)의 오픈부위를 통해 박막트랜지스터(A)의 드레인 영역(102b)에 전기적으로 연결된다.In addition, a
또한, 이웃하는 화소전극(108) 사이에 화소전극(108)의 일부분이 덮이도록 질화물 또는 산화물로 이루어진 절연막(109)이 형성된다.In addition, an
또한, 화소전극(108) 상에 순차적으로 전자 주입층(110), 전자 전달층(111), R, G, B 중 하나의 유기발광층(112), 정공 전달층(113)과 정공 주입층(114)이 형성된다.In addition, the
또한, 공통전극(115)은 반투명 혹은 투명한 전도성 물질인 ITO, IZO와 같은 물질을 증착하여 정공 주입층(114) 상에 적층 형성되고, 보호막(116)은 공통전극(115)상에 형성된다.In addition, the
그러나, 이와같이 제작된 종래 하나의 일예인 유기 전계 발광 소자(100)는 캐소드 전극인 화소전극(108)이 순수한 Al과 같은 금속 물질로 20㎚ 내지 50㎚의 두께로 평탄화 절연막(107) 상부와 절연막(109) 및 전자 주입층(110) 하부에 형성되면, 도 2에 도시된 바와 같이 화소전극(도1의 8)인 Al 전극이 표면 조도(Surface roughness)가 떨어지게 되어 발광특성이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.However, in the conventional
이에따라, 디스플레이 소자로서의 생산수율이 떨어지는 문제점이 발생하게 된다.Accordingly, there is a problem that the production yield as a display element is lowered.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 캐소드 전극에 Si 또는 Ni중 어느 하나의 물질을 도핑하여 형성시킴으로써, 캐소드 전극의 박막 표면의 표면 조도(Surface roughness)를 높혀 발광효율을 상승시키는 것을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method of increasing the surface roughness of the surface of the thin film of the cathode by increasing the luminous efficiency of the cathode by forming a doped material of either Si or Ni. There is a purpose.
본 발명의 다른 목적은, 이러한 전계 발광 소자를 제작시에 디스플레이 소자로서의 생산수율을 향상시키는 것을 제공하는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide an improved production yield as a display element at the time of manufacturing such an electroluminescent element.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 박막트랜지스터를 포함하는 비발광영역과, 비발광영역 이외의 패터닝된 발광영역을 포함하는 기판과 기판상에 형성되며, 박막트랜지스터의 드레인에 전기적으로 연결되어 Si 또는 Ni중 어느 하나의 물질 혹은 이 두 물질의 일정량이 도핑되어 형성된 제 1 전극과 제 1 전극상에 형성된 발광부 및 발광부 상에 형성된 제 2 전극을 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention is formed on a substrate and a substrate including a non-light emitting region including a thin film transistor and a patterned light emitting region other than the non-light emitting region, and is electrically connected to the drain of the thin film transistor, The first electrode includes a first electrode formed by doping a predetermined amount of one of Ni or two materials, a light emitting part formed on the first electrode, and a second electrode formed on the light emitting part.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제 1 전극은 Si 또는 Ni중 어느 하나의 물질 혹은 이 두 물질의 일정량이 0.1% 내지 10%가 함유되어 형성되는 것을 특징으로 한다.According to another feature of the invention, the first electrode is characterized in that it is formed by containing a predetermined amount of 0.1% to 10% of any one material of Si or Ni or both materials.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제 1 전극과 제 2 전극은 캐소드 전극과 애노드 전극인 것을 특징으로 한다.According to another feature of the invention, the first electrode and the second electrode is characterized in that the cathode electrode and the anode electrode.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 발광부는 유기 발광층을 포함한다.According to another feature of the invention, the light emitting portion comprises an organic light emitting layer.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 박막트랜지스터를 포함하는 비발광영역 과, 비발광영역 이외의 패터닝된 발광영역을 포함하는 기판과 기판상에 형성되며, 박막트랜지스터의 드레인에 전기적으로 연결되어 형성된 제 1 전극과 제 1 전극의 상부 또는 하부중 어느 한 부분에 Si 또는 Ni중 어느 하나의 물질 혹은 이 두 물질의 일정량이 도핑되어 형성된 표면조도용 전극과 표면조도용 전극상에 형성된 발광부 및 발광부 상에 형성된 제 2 전극을 포함한다.According to still another aspect of the present invention, a non-light emitting region including a thin film transistor and a substrate including a patterned light emitting region other than the non-emitting region are formed on the substrate and are electrically connected to a drain of the thin film transistor. A surface roughness electrode formed by doping any one of Si or Ni or a predetermined amount of the two materials on either the upper part or the lower part of the first electrode and the first electrode, and a light emitting part and a light emitting part formed on the surface roughness electrode It includes a second electrode formed on.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제 1 전극은 Al, Ag, Fe, Au, Cu, Mg, Cr, Mo, LiF, ITO, IZO중 어느 하나 또는 어느 하나의 합금을 포함한다.According to another feature of the invention, the first electrode comprises any one or alloy of Al, Ag, Fe, Au, Cu, Mg, Cr, Mo, LiF, ITO, IZO.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표면조도용 전극의 두께는 1㎚ 내지 15㎚인 것을 특징으로 한다.According to another feature of the invention, the thickness of the surface roughness electrode is characterized in that 1nm to 15nm.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제 1 전극과 제 2 전극은 캐소드 전극과 애노드 전극인 것을 특징으로 한다.According to another feature of the invention, the first electrode and the second electrode is characterized in that the cathode electrode and the anode electrode.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 발광부는 유기 발광층을 포함한다.According to another feature of the invention, the light emitting portion comprises an organic light emitting layer.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention in more detail.
<제 1실시예><First Embodiment>
도 3은 본 발명에 따른 제 1 실시예로써, 전계 발광 소자를 나타낸 단면도이다. 먼저, 본 발명에 따른 전계 발광 소자는 도 1에 도시하여 전술한 전계 발광 소자와 동일하게 구비된다. 다만, 본 발명에 따른 전계 발광 소자는 박막트랜지스터의 드레인과 전기적으로 연결되는 화소전극인 캐소드 전극이 Si 또는 Ni중 어느 하나의 물질 혹은 이 두 물질의 일정량이 도핑되어 형성된다. 이러한, 본 발명에 따 른 전계 발광 소자를 자세하게 살펴보면 다음 도 3과 같다.3 is a cross-sectional view showing an EL device as a first embodiment according to the present invention. First, the EL device according to the present invention is provided in the same manner as the EL device described above with reference to FIG. 1. However, in the electroluminescent device according to the present invention, the cathode electrode, which is a pixel electrode electrically connected to the drain of the thin film transistor, is formed by doping any one material of Si or Ni or a predetermined amount of the two materials. Such an electroluminescent device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전계 발광 소자(300)는 도 1에 도시하여 전술한 유기 전계 발광 소자(100)와 동일하게 유리 기판(101)상에 각각 다수 개로 형성된 화소전극(308) 및 공통전극(115)이 교차하는 영역에 의해 정의되는 다수개의 화소에 형성되는 유기 발광층(112)과, 유리 기판(101)상에 형성되며 그 드레인 전극이 화소전극(308)에 전기적으로 연결되는 박막트랜지스터(A)와, 화소전극(108)과 유기 발광층(112) 사이에 적층 형성된 전자 주입층(110), 전자 전달층(111)과, 유기 발광층(112)과 공통전극(115) 사이에 적층 형성된 정공 전달층(113), 정공 주입층(114)으로 구성된다.As shown in FIG. 3, the
또한, 소오스/드레인 영역(102a)(102b) 및 채널 영역(102c)으로 구성되는 반도체층(102)과, 게이트 절연막(103), 게이트 전극(104), 층간 절연막(105), 전극 라인(106), 평탄화 절연막(107), 절연막(109), 보호막(116)등으로 구성된다.The
이러한, 본 발명에 따른 전계 발광 소자(300)에 구비되는 각각의 구성요소들과 그것들 간의 유기적인 관계는 도 1에 도시하여 전술한 전계 발광 소자(100)에 구비되는 각각의 구성요소들과 그것들 간의 유기적인 관계와 동일하므로, 이것들에 대한 각각의 부연설명들은 이하 생략하기로 한다.Such components of the
다만, 본 발명에 따른 전계 발광 소자는 박막 트랜지스터의 드레인과 전기적으로 연결되는 캐소드 전극인 화소전극(308)이 Si 또는 Ni중 어느 하나의 물질 혹은 이 두 물질의 일정량이 도핑되어 형성된다. 이러한, 본 발명에 따른 전계 발광 소자의 제조공정도를 자세하게 살펴보면 다음 도 4a 내지 도 4d와 같다.However, in the electroluminescent device according to the present invention, the
도 4a 내지 도 4d는 도 3에 도시한 전계 발광 소자의 제조공정도이다.4A to 4D are manufacturing process diagrams of the electroluminescent element shown in FIG. 3.
도 4a에 도시된 바와 같이, 먼저 유리 기판(101)상에 박막트랜지스터의 활성층으로 사용하기 위해 예를 들어, 다결정실리콘 등을 이용하여 반도체층(102)을 형성하고 이후에 박막트랜지스터가 형성될 영역 즉, 박막트랜지스터 예정 영역에만 남도록 반도체층(102)을 패터닝(patterning)한다.As shown in FIG. 4A, first, a
이 후, 전면에 게이트 절연막(103)과 게이트 전극용 도전막을 차례로 적층한 다음 패터닝된 반도체층(102)의 일영역상에 남도록 게이트 전극용 도전막을 패터닝하여 게이트 전극(104)을 형성한다.Thereafter, the
이 후, 게이트 전극(104)을 마스크로 반도체층(102)에 보론(B)이나 인(P)등의 불순물을 주입한 후에 열처리하여 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역(102a)(102b)을 형성한다. 이때, 반도체층(102)중 채널 영역(102c)은 불순물 이온이 주입되지 않도록 한다.Thereafter, an impurity such as boron (B) or phosphorus (P) is injected into the
이 후, 전면에 층간 절연막(105)을 형성하고, 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역(102a)(102b)이 노출되도록 층간 절연막(105)과 게이트 절연막(103)을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성한다.Thereafter, an
이 후, 콘택홀이 매립될 수 있는 정도의 충분한 두께로 제 1 금속막을 형성하고 콘택홀 및 그에 인접한 영역에만 남도록 제 1 금속막을 선택적으로 제거하여 소오스/드레인 영역(102a)(102b)에 각각 전기적으로 연결되는 전극 라인(106)을 형성한다.Thereafter, the first metal film is formed to a thickness sufficient to fill the contact hole, and the first metal film is selectively removed so as to remain only in the contact hole and the region adjacent thereto, so as to be electrically connected to the source /
이 후, 전면에 평탄화 절연막(107)을 형성하여 전면을 평탄화시키고 드레인 영역(102b)에 연결된 전극 라인(106)이 노출되도록 평탄화 절연막(107)을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성한 다음, Cr, Al, Mo, AgAu 등과 같이 반사율과 일함수(work function)값이 높은 제 2 금속막을 전면에 증착하였다. 이때, 콘택홀 내에도 제 2 금속막이 형성되어 제 2 금속막은 콘택홀 하부의 전극 라인(106)에 연결된다.Thereafter, the
이 후, 제 2 금속막을 선택적으로 제거하여 전극 라인(106)을 통해 하부의 드레인 영역(102b)에 전기적으로 연결되는 캐소드 전극인 화소전극(308)을 형성한다. 이때, 본 발명에 따른 전계 발광 소자의 화소전극(308)은 Al 재질의 전극에 Si 또는 Ni중 어느 하나의 물질 혹은 이 두 물질의 일정량이 0.1% 내지 10%가 도핑되어 형성된다. 이러한, Si 또는 Ni는 물질의 특성상 열팽창 계수가 높으므로, 전극 형성시에 소성 공정을 거친 화소전극(308)은 평탄화 절연막(107)과 이후에 형성될 절연막(109) 및 전자 주입층(110)간의 표면 조도(Surface roughness)가 높아져 발광효율은 향상된다.Thereafter, the second metal film is selectively removed to form the
이 후, 도 4b에 도시된 바와 같이 이웃하는 화소전극(308) 사이에 화소전극(308)의 일부분이 덮이게 절연막(109)을 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 4B, an insulating
이 후, 도 4c에 도시된 바와 같이 발광부(118)인 전자 주입층(110), 전자 전달층(111)을 증착하고 쉐도우 마스크(shadow mask)를 사용하여 R, G, B 발광층(112)을 각각 증착한다. 또한, 전면에 정공전달층(113)과 정공 주입층(114)등을 증착한다. 여기서, 본 발명에 따른 발광부(118)는 유기물을 증착하여 발광하는 유기 R, G, B 발광층(112)을 포함하나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 무기물을 증착하 여 발광하는 무기 R, G, B 발광층을 포함할 수도 있다.Thereafter, as shown in FIG. 4C, the
이 후, 도 4d에 도시된 바와 같이 발광부(118) 상부에 투명 전도성 물질인 ITO, IZO 등의 애노드 전극인 공통전극(115)을 형성하고, 발광부(118)를 산소나 수분으로부터 보호하기 위하여 보호막(116)을 형성한 후, 도시하지는 않았지만 봉지재(sealant)와 투명 기판을 사용하여 보호캡을 장착하면, 유기 전계 발광 소자가 완성된다.Thereafter, as shown in FIG. 4D, the
이와같은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자(도3의 300)는 캐소드 전극인 화소전극(308)이 Al과 같은 금속 물질에 Si 또는 Ni중 어느 하나의 물질 혹은 이 두 물질의 일정량이 도핑되어 형성되므로, Si 또는 Ni는 물질의 특성상 열팽창 계수가 높아 전극 형성시에 소성 공정을 거친 화소전극(308)이 20㎚ 내지 50㎚의 두께로 형성되더라도, 평탄화 절연막(107)과 절연막(109) 및 전자 주입층(110)간의 표면 조도(Surface roughness)가 높아져 발광효율은 상승된다. 이에따라, 디스플레이 소자로서의 생산수율은 향상된다. 이것은 도 2와 도 5를 참조하여 비교하여 살펴보면 표면 조도가 개선된다는 것을 알 수가 있게 된다.The organic electroluminescent device (300 of FIG. 3) according to the present invention is formed by the
한편, 본 발명에 따른 전계 발광 소자의 캐소드 전극 상부 또는 하부중 어느 한 부분에 Si 또는 Ni중 어느 하나의 물질 혹은 이 두 물질의 일정량이 도핑되어 형성된 표면조도용 전극을 더 형성하여 표면 조도를 더욱 상승시켜 발광효율을 더욱 향상시킬 수가 있는데, 이러한 본 발명에 따른 전계 발광 소자를 자세하게 살펴보면 다음 도 6과 같다.Meanwhile, a surface roughness electrode formed by doping any one of Si or Ni or a predetermined amount of two materials is further formed on either part of the cathode electrode or the cathode of the electroluminescent device according to the present invention to further improve surface roughness. It can be raised to further improve the luminous efficiency, look at in detail with respect to the electroluminescent device according to the present invention as shown in FIG.
<제 2 실시예>Second Embodiment
도 6은 본 발명에 따른 제 2 실시예로써, 전계 발광 소자를 나타낸 단면도이다. 먼저, 본 발명에 따른 전계 발광 소자는 도 1 및 도 3에 도시하여 전술한 전계 발광 소자와 동일하게 구비된다. 다만, 본 발명에 따른 전계 발광 소자는 박막트랜지스터의 드레인과 전기적으로 연결되는 화소전극인 캐소드 전극의 상부에 Si 또는 Ni중 어느 하나의 물질 혹은 이 두 물질의 일정량이 도핑되어 형성된 표면조도용 전극이 더 구비된다. 이러한, 본 발명에 따른 전계 발광 소자를 자세하게 살펴보면 다음 도 6과 같다.6 is a cross-sectional view showing an EL device as a second embodiment according to the present invention. First, the EL device according to the present invention is provided in the same manner as the EL device described above with reference to FIGS. 1 and 3. However, the electroluminescent device according to the present invention includes a surface roughness electrode formed by doping any one of Si or Ni or a predetermined amount of these two materials on top of a cathode electrode, which is a pixel electrode electrically connected to a drain of a thin film transistor. It is further provided. Looking at the electroluminescent device according to the present invention in detail, as shown in FIG.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전계 발광 소자(600)는 도 1 및 도 3에 도시하여 전술한 전계 발광 소자(100, 300)와 동일하게 유리 기판(101)상에 각각 다수 개로 형성된 화소전극(108) 및 공통전극(115)이 교차하는 영역에 의해 정의되는 다수개의 화소에 형성되는 유기 발광층(112)과, 유리 기판(101)상에 형성되며 그 드레인 전극이 화소전극(108)에 전기적으로 연결되는 박막트랜지스터(A)와, 화소전극(108)과 유기 발광층(112) 사이에 적층 형성된 전자 주입층(110), 전자 전달층(111)과, 유기 발광층(112)과 공통전극(115) 사이에 적층 형성된 정공 전달층(113), 정공 주입층(114)으로 구성된다.As shown in FIG. 6, a plurality of
또한, 소오스/드레인 영역(102a)(102b) 및 채널 영역(102c)으로 구성되는 반도체층(102)과, 게이트 절연막(103), 게이트 전극(104), 층간 절연막(105), 전극 라인(106), 평탄화 절연막(107), 절연막(109), 보호막(116)등으로 구성된다.The
이러한, 본 발명에 따른 전계 발광 소자(600)에 구비되는 각각의 구성요소들과 그것들 간의 유기적인 관계는 도 1 및 도 3에 도시하여 전술한 전계 발광 소자 (100, 300)에 구비되는 각각의 구성요소들과 그것들 간의 유기적인 관계와 동일하므로, 이것들에 대한 각각의 부연설명들은 이하 생략하기로 한다.Such components of the
다만, 본 발명에 따른 전계 발광 소자는 박막 트랜지스터의 드레인과 전기적으로 연결되는 캐소드 전극인 화소전극(108) 상부 또는 하부중 어느 한 부분에 Si 또는 Ni중 어느 하나의 물질 혹은 이 두 물질의 일정량이 도핑되어 형성된 표면조도용 전극(608)이 더 구비된다. 이러한, 본 발명에 따른 전계 발광 소자의 제조공정도를 자세하게 살펴보면 다음 도 7a 내지 도 7d와 같다.However, in the electroluminescent device according to the present invention, a material of any one of Si or Ni, or a predetermined amount of the two materials is formed on any one of the upper and lower portions of the
도 7a 내지 도 7d는 도 6에 도시한 전계 발광 소자의 제조공정도이다.7A to 7D are manufacturing process diagrams of the electroluminescent element shown in FIG. 6.
도 7a에 도시된 바와 같이, 먼저 유리 기판(101)상에 박막트랜지스터의 활성층으로 사용하기 위해 예를 들어, 다결정실리콘 등을 이용하여 반도체층(102)을 형성하고 이후에 박막트랜지스터가 형성될 영역 즉, 박막트랜지스터 예정 영역에만 남도록 반도체층(102)을 패터닝(patterning)한다.As shown in FIG. 7A, a
이 후, 전면에 게이트 절연막(103)과 게이트 전극용 도전막을 차례로 적층한 다음 패터닝된 반도체층(102)의 일영역상에 남도록 게이트 전극용 도전막을 패터닝하여 게이트 전극(104)을 형성한다.Thereafter, the
이 후, 게이트 전극(104)을 마스크로 반도체층(102)에 보론(B)이나 인(P)등의 불순물을 주입한 후에 열처리하여 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역(102a)(102b)을 형성한다. 이때, 반도체층(102)중 채널 영역(102c)은 불순물 이온이 주입되지 않도록 한다.Thereafter, an impurity such as boron (B) or phosphorus (P) is injected into the
이 후, 전면에 층간 절연막(105)을 형성하고, 박막트랜지스터의 소오스/드레 인 영역(102a)(102b)이 노출되도록 층간 절연막(105)과 게이트 절연막(103)을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성한다.Thereafter, the
이 후, 콘택홀이 매립될 수 있는 정도의 충분한 두께로 제 1 금속막을 형성하고 콘택홀 및 그에 인접한 영역에만 남도록 제 1 금속막을 선택적으로 제거하여 소오스/드레인 영역(102a)(102b)에 각각 전기적으로 연결되는 전극 라인(106)을 형성한다.Thereafter, the first metal film is formed to a thickness sufficient to fill the contact hole, and the first metal film is selectively removed so as to remain only in the contact hole and the region adjacent thereto, so as to be electrically connected to the source /
이 후, 전면에 평탄화 절연막(107)을 형성하여 전면을 평탄화시키고 드레인 영역(102b)에 연결된 전극 라인(106)이 노출되도록 평탄화 절연막(107)을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성한 다음, Cr, Al, Mo, AgAu 등과 같이 반사율과 일함수(work function)값이 높은 제 2 금속막을 전면에 증착하였다. 이때, 콘택홀 내에도 제 2 금속막이 형성되어 제 2 금속막은 콘택홀 하부의 전극 라인(106)에 연결된다.Thereafter, the
이 후, 제 2 금속막을 선택적으로 제거하여 전극 라인(106)을 통해 하부의 드레인 영역(102b)에 전기적으로 연결되는 캐소드 전극인 화소전극(108)을 형성하고, 화소전극(108)의 상부에 Si 또는 Ni중 어느 하나의 물질 혹은 이 두 물질의 일정량이 도핑되어 형성된 표면조도용 전극(608)을 더 형성한다. 여기서, 화소전극(108)은 Ag, Fe, Au, Cu, Mg, Cr, Mo, LiF, ITO, IZO중 어느 하나 또는 어느 하나의 합금을 포함하는 물질을 갖는 전극을 20㎚ 내지 150㎚의 두께로 형성하여 도전성을 부여하고, 표면조도용 전극(608)의 두께를 1㎚ 내지 15㎚의 두께로 형성하여 표면 조도를 향상시킨다.Thereafter, the second metal film is selectively removed to form a
이러한, Si 또는 Ni중 어느 하나의 물질 혹은 이 두 물질의 일정량이 도핑되어 형성된 표면조도용 전극(608)의 두께를 20㎚ 이하로 최적화시키게 되면, 표면조도용 전극(608)의 물질간의 결정상태를 균일하게 하면서 물질의 특성상 열팽창 계수가 높아지게 되어, 전극 형성시에 소성 공정을 거친 표면조도용 전극(608)과 화소전극(108)이 평탄화 절연막(107)과 이후에 형성될 절연막(109) 및 전자 주입층(110)간의 표면 조도가 높아져 발광효율은 향상된다.When the thickness of the
이 후, 도 7b 내지 도 7d에 도시하여 전술한 본 발명에 따른 전계 발광 소자의 제조공정은 도 4b 내지 도 4d에 도시하여 전술한 전계 발광 소자의 제조공정과 동일하게 순차적인 과정을 통하여 형성되므로, 이것들에 대한 각각의 부연설명들은 이하 생략하기로 한다.Thereafter, the manufacturing process of the electroluminescent device according to the present invention described above with reference to FIGS. 7B to 7D is formed through the same sequential process as the manufacturing process of the electroluminescent device described above with reference to FIGS. 4B to 4D. Each of these descriptions will be omitted below.
이와같은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자(도6의 600)는 캐소드 전극인 도전성을 부여하는 물질들을 포함하고 있는 화소전극(108)의 상부에 Si 또는 Ni중 어느 하나의 물질 혹은 이 두 물질의 일정량이 도핑되어 형성된 표면조도용 전극(608)이 더 구비되므로, 도 3에 도시하여 전술한 유기 전계 발광 소자보다 전계 발광이 더 빨리 이루어지면서 평탄화 절연막(107)과 절연막(109) 및 전자 주입층(110)간의 표면 조도(Surface roughness)가 더 높아지게 되어 발광효율은 더욱 상승된다. 이에따라, 디스플레이 소자로서의 생산수율은 더욱 향상된다.Such an organic electroluminescent device (600 of FIG. 6) according to the present invention has a material of any one of Si, Ni, or both of these materials on top of the
한편, 설명의 편의상 본 발명에 따른 표면조도용 전극(608)이 화소전극(108)의 상부에 형성되는 것으로 도시하여 전술하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 표면조도용 전극(608)이 화소전극(108)의 하부 또는 화소전극(108)의 상하부 모두 에 형성되어 평탄화 절연막(107)과 절연막(109) 및 전자 주입층(110)간의 표면 조도를 더욱 상승시키는 것도 가능하다.Meanwhile, for convenience of description, the
또한, 설명의 편의상 본 발명에 따른 실시예들 모두에 캐소드 전극인 화소전극(308)이 평탄화 절연막(107) 상에 형성되고 화소전극(308) 상부에는 순차적으로 전자주입층(110), 전자전달층(111), 유기 R, G, B 발광층(112), 정공전달층(113), 정공주입층(114)으로 형성되어 있다고 도시하여 전술하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 애노드 전극인 공통전극(115)이 평탄화 절연막(107) 상에 형성되고 공통전극(115) 상부에는 순차적으로 정공 주입층(114), 정공 전달층(113), 유기 R, G, B 발광층(112), 전자 전달층(111), 전자 주입층(110)이 형성되는 것도 가능하다. 이것은, 유기 전계 발광 소자가 한쪽 또는 양쪽방향으로 전계 발광시에 구동방식을 달리하거나 두개의 전극 물질을 달리하여 개구율에 최대한 영향을 주지 않으면서 발광효율을 높이기 위한 것이다.In addition, for convenience of description, the
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modifications derived from the equivalent concept should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 전계 발광 소자에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the electroluminescent device of the present invention made as described above, the following effects can be obtained.
첫째, 캐소드 전극에 Si 또는 Ni중 어느 하나의 물질 혹은 이 두 물질의 일정량을 도핑하여 형성시킴으로써, 캐소드 전극의 박막 표면의 표면 조도(Surface roughness)를 높혀 발광효율을 상승시키는 효과가 있다.First, the cathode is formed by doping a material of either Si or Ni or a predetermined amount of the two materials, thereby increasing the surface roughness of the surface of the thin film of the cathode and increasing the luminous efficiency.
둘째, 이러한 전계 발광 소자를 제작시에 디스플레이 소자로서의 생산수율을 향상시킬 수 있는 다른 효과가 있다.Second, there is another effect that can improve the production yield as a display device when manufacturing the electroluminescent device.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7999261B2 (en) | 2008-01-25 | 2011-08-16 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Thin film transistor, method of fabricating the same, and organic light emitting diode display device having the TFT |
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2006
- 2006-01-17 KR KR1020060005132A patent/KR100761124B1/en active IP Right Grant
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